连杆弯曲变形故障原因分析及预防

2023-09-19 理论教育版权反馈

【摘要】：③异物进入燃烧室，如大量液体物质、硬物质等，将导致柴油机在起动时或运行过程突然骤停，这是造成连杆弯曲变形或折断的重要原因之一。⑥连杆扭曲将使缸套磨损成腰鼓形，其后果直接影响活塞、活塞环与气缸表面的相互位置与配合间隙。当检查连杆测得弯曲的数值大于规定的精度要求时，应予以校正。

连杆是柴油机最重要的部件之一，连杆在工作过程中，要承受周期性不断变化的燃烧压力和惯性力的交变载荷作用，其工作条件十分恶劣，容易产生变形或折断故障。

1.连杆弯曲变形或折断的原因

①柴油机长时间超负荷运行或高温运行，使得连杆超强受力而产生弯曲变形。

②连杆的材质问题，如果连杆的材质有问题，不仅该连杆很容易产生弯曲变形，而且也可能产生断裂。

③异物进入燃烧室，如大量液体物质（气缸进水）、硬物质（气门掉头）等，将导致柴油机在起动时或运行过程突然骤停，这是造成连杆弯曲变形或折断的重要原因之一。

④在柴油机工作时，连杆经受着很大的冲击压缩力和弯曲力作用，特别是发生拉缸、捣缸、烧瓦、抱轴、断轴、缸套掉头、“飞车”及连杆螺栓折断等事故，容易使连杆产生弯曲和扭曲变形。

⑤曲轴主轴中心线与缸体中心不垂直，气缸体变形严重等均会造成连杆变形。连杆弯曲将使气缸套产生偏磨。

⑥连杆扭曲将使缸套磨损成腰鼓形，其后果直接影响活塞、活塞环与气缸表面的相互位置与配合间隙。连杆大小端孔磨损的主要原因，有连杆铜套与小端孔和连杆瓦与大端孔配合过盈量不够；连杆瓦与铜套外圆粗糙，大小端孔圆度、圆柱度误差过大；连杆铜套与活塞销、连杆瓦与曲轴轴颈配合间隙过小。

⑦连杆螺栓支撑面和大端孔结合面的损伤，多是由于拆装不当所致。例如连杆螺栓扭力不够，工作中连杆结合面开缝，使表面冷作硬化；螺栓拧得过紧，使局部金属发生屈服变形，连杆螺栓松脱、折断，使其受到不正常的冲击、碰撞等。

⑧连杆轴承属易损零件，其磨损的速率主要受机油的品质、配合间隙及相配合轴颈表面粗糙度的影响。如果机油品质较差、杂质多、间隙过小，容易使轴承合金刮伤或使合金过热而烧蚀；若间隙过大，油膜不易形成，在周期性往复惯性力作用下，很容易使合金层产生疲劳裂纹，甚至剥落。

2.连杆故障检修案例

（1）气缸进水导致连杆断裂故障。一辆柴油乘用车运行过程中出现异响并停机故障，该故障的检修过程见表8-11。

表8-11 气缸进水导致连杆折断故障检修

（续）

（2）连杆弯曲导致柴油机起动困难、排气冒白烟故障。一辆五十铃皮卡车柴油机出现了起动困难故障，该故障的检修过程见表8-12。

表8-12 连杆弯曲导致柴油机起动困难故障检修

（续）

3.连杆弯、扭变形的检查及校正

由于连杆工作时受力复杂，若修理时装拆不当，有时会造成连杆弯曲或扭曲变形。连杆的弯曲、扭曲不仅会降低它本身的强度，而且还会使活塞与气缸的配合关系发生变化，加重活塞和气缸的纵向磨损。因此，修理时应对连杆进行认真的检查校正。连杆的弯曲和扭曲表现为连杆大头和小头的两孔轴线在连杆垂直平面上的平行度误差，一般这种平行度误差超过0.03mm/100mm时，就应该校正。

（1）连杆弯曲的检查与校正。连杆弯曲的检测应在连杆检验仪上进行（图8-12）。检查时，先将活塞销装入已铰削好的连杆衬套内，再把连杆大头装在检验仪的可胀式心轴上，旋转心轴调整螺栓，将心轴胀开，从而使连杆在检验仪上定位。然后下移仪器上的小角铁，使底面与活塞销接触，固定小角铁后用塞尺测量小角铁底面与活塞销某一边的间隙，即可得出连杆弯曲的方向及具体尺寸。

当检查连杆测得弯曲的数值大于规定的精度要求时，应予以校正。连杆的弯曲可在油压机或连杆校直工具上校直，如图8-13所示。

图8-12 连杆弯曲的检测

1—连杆校正仪 2—连杆 3—弯曲值 4—三点规

图8-13 连杆弯曲的校正

（2）连杆扭曲的检测。测量连杆扭曲时，可将连杆向右移动一个角度，然后将连杆向左旋转使活塞销接触小角铁的侧面，再用塞尺测量小角铁侧面与活塞销的间隙，则可得出连杆的扭曲方向及尺寸，如图8-14所示。

若没有连杆检验仪，也可采用百分表、V形架、标准心轴和平板进行检查。

扭曲的连杆，可夹在台虎钳上（应垫上软金属，以免损坏连杆大头端面），用连杆校扭曲工具校正，如果没有连杆扭曲的校正工具时，可用长柄板钳或管子钳等校正（图8-15），校正量的大小应视连杆的变形程度而定。连杆校正时，应采用残余应力较小的往复矫正方法，即第一次的校正量应稍大于连杆的变形量，稳定一段时间后，进行反向校正，如此反复，可减小连杆校正后的残余应力。

图8-14 连杆扭曲的检测

图8-15 连杆扭曲的校正

连杆弯曲变形故障原因分析及预防

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